NO179462B - Skiveventil - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en skiveventil ifølge kravinnledningen.

Sådanne skiveventiler anvendes for forskjellige formål. Under normale anvendelsesbetingelser påvirkes den fra tetningsflaten bortvendende side av den dreibare styreskive av trykket på innløpssiden, slik at denne styreskive ved lukket ventil trykkes sikkert mot den faststående styreskive. Dersom man ved en sådan ventil har stor trykkforskjell mellom innløp og utløp, opptrer det særlig ved store ventiler høye friksjonskrefter mellom de to styreskiver, og for innstillingen av ventilen er det nødvendig med tilsvarende ytedyktige drivanordninger som ikke bare er dyre, men også har et tilsvarende plassbehov.

Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse skal derfor en skiveventil ifølge innledningen til patentkrav 1 videreutvik-les på en slik måte at den dreibare styreskive også ved stor trykkforskjell mellom ventilinnløp og ventilutløp kan dreies med liten kraft, men hvor det på tross av dette er sikret en pålitelig avtetning.

Denne oppgave er løst med skiveventilen ifølge foreliggende oppfinnelse, slik den er definert med de i kravene angitte trekk.

Med skiveventilen ifølge oppfinnelsen oppnås at den dreibare styreskive utsettes for små kippmomenter. Dette gjør det på sin side mulig å velge forspenningsanordningens sylinderboring og stempel med aksialt kort byggelengde, hvilket er fordelaktig med henblikk på liten byggehøyde av hele skiveventilen.

Videre oppnås en liten relativ bevegelse mellom den dreibare styreskive og stemplet. Det er derfor ikke nødvendig å sentrere sylinderboringens akse nøyaktig med aksen til den dreibare styreskive.

Ventilen ifølge oppfinnelsen er fordelaktige med henblikk på en enkel og prisgunstig fremstilling. Videre er det ikke mulig at stemplet og sylinderboringen i den trykkmid-deldrevne forspenningsanordning skades på grunn av forurensninger i det styrte medium.

Ventilen ifølge oppfinnelsen er robust og kan bygges på kompakt måte. Ventil har tilstrekkelig tetningskraft mellom de to styreskiver også ved lave trykkforskjeller mellom innløp og

utløp.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der figur 1-3 viser vertikale aksialsnitt gjennom forskjellige vinkelventiler av skivetypen.

Den på figur 1 viste vinkelventil har en hushoveddel 10 med en innløpskanal 12 og en utløpskanal 14 som er anordnet i rett vinkel med hverandre og står i forbindelse med omkretsveggen hhv bunnveggen av et sylindrisk skivekammer 16. Sistnevnte begrenses oventil av en sylindrisk lokkansats 18 som er en del av et huslokk 20 som lukker hushoveddelen 10 oventil. Huslokket 20 er ved hjelp av skrubolter 22 og muttere 24 sammenskrudd med hushoveddelen 10.

Over skivekammerets 16 bunn sitter en faststående styreskive 26. Denne er med en tetning 28 avtettet mot skivekammerets 16 omkretsvegg. En hylseformet ansats 30 på styreskiven 26 sitter på f ormsluttende måte i det øvre endeavsnitt av utløpskanalen 14. Koaksialt med denne er det i styreskiven 26 anordnet en styreåpning 32 som har et sirkelformet tverrsnitt.

Den oventil beliggende frontflate av styreskiven 26 er bearbeidet til høy jevnhet og liten friksjon og samarbeider med en tilsvarende bearbeidet, nedre frontflate av en dreibar styreskive 34. Sistnevnte er forsynt med en styreåpning 36 hvis diameter er like stor som diameteren av styreåpningen 32 og hvis avstand fra skiveaksen er lik styreåpningens 32 avstand fra skiveaksen. Dermed kan de to styreåpninger 32, 36 beveges til en fluktende stilling som er gjengitt på figur 1 og i hvilken de danner en støtfri gjennomgangskanal.

Styreskiven 34 bærer via flere i omkretsretningen fordelte, formede bærere 38 en øvre ledeskive 40 som med radial klaring er dreibar i skivekammeret 16. Slik det fremgår av figur 1, flukter styreskivens 34 overside og ledeskivens 40 underside med det laveste henholdsvis høyeste punkt av innløpskanalen 12, slik at mellomrommet mellom styreskiven 32 og ledeskiven 40 danner en forlengelse av det i innløpskanalen 12 beliggende fordelerrom 42.

På oversiden av ledeskiven 40 er det dannet et kort stempel 44 som løper i en sentral sylinderboring 46 i lokkansatsen 18 og er avtettet mot denne ved hjelp av en tetningsring 48. Med sylinderboringen 46 flukter en akselboring 50 i hvilken det løper en kort innstillingsaksel 52 fra hvis underside det går tilbake en medbringeråpning 54 som har kvadratisk tverrsnitt. I sistnevnte er det forskyvbart anbrakt en firkant 56 som er dannet på den øvre endeflate av stemplet 44. En tetning 58 tetter akselboringen 50 mot den sylindriske ytterflate av innstillingsakselen 52. Som drivanordning for innstillingsakselen 52 er det anordnet en kontinuerlig arbeidende drivanordning eller en skrittmotor 60 som på figur 1 bare er vist skjematisk.

Mellom sylinderboringen 46 og akselboringen 50 rager et ringspor 62 radialt utover. Ringsporet 62 står via minst en radial matekanal 64 i lokkansatsen 18 i forbindelse med et matespor 66 som er dannet i lokkansatsens 18 ytterflate. På begge sider av matesporet 66 anordnede tetninger 68, 70 avtetter matesporet 66 mot henholdsvis atmosfæren og skivekammeret 16.

Matesporet 66 flukter radialt med en forbindelseskanal 72 som er dannet i hushoveddelens 10 omkretsvegg og står i forbindelse med utløpskanalen 14.

Slik det fremgår av tegningen, er den av den dreibare styreskive 34, ledeskiven 40 og stemplet 44 dannede enhet ikke aksialt fast anbrakt i ventilhuset, men kan tvert imot beveges en liten strekning i aksial retning.

Ved lukket eller åpnet skiveventil er trykket på innløpssiden under normale driftsbetingelser større enn trykket på utløpssiden, slik at man ved trykkpåvirkning på styreskivens 34 overside oppnår en netto trykkraft for den bevegelige styreskive 34 mot den faststående styreskive 26.

Dersom skiveventilen er lukket, ledes trykket ved utløpet via forbindelseskanalen 72, matesporet 66 og matekanalen 64 til stemplets 44 frontflate. Firkant-medbringelsesforbindelsen mellom medbringelsesåpningen 54 og firkanten 56 er som regel ikke trykkmiddeltett, slik at firkantens 56 frontflate hører til den trykkmiddelpåvirkede flate av stemplet 44. Eventuelt kan dette sikres ved hjelp av spor i firkantens 56 ytterflate eller medbringelsesåpningens 54 innerflate.

Den samlet trykkpåvirkede flate av stemplet 44 er valgt slik at den er noe mindre enn den trykkpåvirkede flate av den dreibare styreskive 34 som via styreåpningen 32 i den faststående styreskive 26 påvirkes av trykket på utløpssiden. Dermed oppnås en netto-forspenningskraft for den dreibare styreskive 34 mot den faststående styreskive 26.

Ved utførelseseksemplene ifølge figur 2 og 3 er ventildeler som allerede er beskrevet ovenfor i funksjonelt ekvivalent form, betegnet med de samme henvisningstall. Disse ventildeler trenger derfor ikke å beskrives i detalj på nytt.

Ved skiveventilen ifølge figur 2 er den faststående styreskive 26 forsynt med to innbyrdes diametralt motstående styreåpninger 32, 32' som begge i like stor grad står i forbindelse med et begerformet endeavsnitt 74 av utløpskanalen 14. Når styreskiven 34 står i lukkestilling, har man derfor totalt sett ikke noe kippmoment som virker på styreskiven, og dermed heller ikke noe kippmoment som virker på stemplet 44. Man kan derfor velge sylinderboringen 46 aksialt kort, uten at det er fare for en fastklemming av stemplet 44 i sylinderboringen 46.

Ved utførelseseksemplet ifølge figur 2 er den effektivt trykkpåvirkede flate av stemplet 44 noe mindre enn summen av tverrsnittene av de to styreåpninger 32 og 32' , slik at man igjen oppnår en aksial netto-presskraft.

For kippmoment-utjevningen er det i og for seg ikke nødvendig at også den dreibare styreskive 34 er utformet med to styreåpninger 36, 36', slik det er vist på figur 2. Med henblikk på å ha skiveventilens gjennomstrømning i åpen stilling så stor som mulig, velges imidlertid fortrinnsvis antallet og geometrien av styreåpningene i den dreibare styreskive 34 lik antallet og geometrien av styreåpningene i den faststående styreskive 26.

Ved utførelseseksemplet ifølge figur 3 er stemplet 44 ikke stivt forbundet med den dreibare styreskive 34, men arbeider i stedet via et totalt med 76 betegnet kuleskålledd i aksial retning på styreskiven 34. Ved den nedre ende av stemplet 44 er det dannet en medbringer f inger 78 som griper inn i et tilsvarende, oppad åpent medbringerspor 80 i styreskivens 34 overside. Ved hjelp av den beskrevne anordning av forbindelsen mellom stempel og dreibar styreskive kan små fremstillingsfeil opptas.

En andre forskjell mellom utførelseseksemplet ifølge figur 3 og de foran beskrevne består i at styreskivene består av et respektivt grunnlegeme 82 hhv 84 og i disse innlagte tet-ningsplater 86, 88.

Ved skiveventilen ifølge figur 3 er det videre i forbindelseskanalen 72 innsatt et filter 90 som holder på avstand eventuelle inneholdte forurensninger i det styrte medium fra sylinderboringen 46.

Endelig er det anordnet en skruefjær 92 som er under-støttet mot innstillingsakselen 52 og angriper mot stemplet 44. Dermed oppnår man at den dreibare styreskive 34 presses mot den faststående styreskive 26 også i trykkløs tilstand og i forskjellige innbyggingsstillinger.

Claims (14)

1. Skiveventil omfattende et hus (10, 20) med et innløp og et utløp og med et skivekammer (16) som står i forbindelse med innløpet (12) og utløpet (14), faststående og dreibare styreskiver (26, 34) anordnet i kammeret (16), hvor skivene står i kontakt med hverandre via samvirkende tetningsflater og hver styreskive er forsynt med minst en styreåpning (32, 36), idet styreskiverenes (26, 34) styreåpninger (32, 36) er kontinuerlig omstillbare mellom en fluktende åpen stilling og en ikke fluktende lukket stilling, og en anordning for forspenning av den dreibare styreskive 34 mot den faststående styreskive 26, KARAKTERISERT VED at forspenningsanordningen omfatter et stempel (44) som virker på den side av den dreibare styreskive (34) som ligger lengst bort fra tetningsflaten og strekker seg inn i en sylinderboring (46) i huset (10, 20), og en forbindelsesledning (64, 72) som forbinder et av sylinderboringen (46) og stemplet (44) begrenset arbeidsrom av forspenningsanordningen med husets (10, 20) utløp (14).

2. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stemplets (44) trykksatte flate i det vesentlige tilsvarer og fortrinnsvis er noe mindre enn styreåpningenes (32) samlede areal i den faststående styreskive (26).

3. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stemplets (44) trykksatte flate er noe mindre enn styreåpningenes (32) samlede areal i den faststående styreskive (26).

4. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den faststående styreskive (26) har flere styreåpninger^om er anordnet tilnærmet symmetrisk om skiveaksen og som står i forbindelse med utløpet (14).

5. Skiveventil ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at styreåpningenes (36, 36') geometri og plassering i den dreibare styreskive (34) tilsvarer styreåpningenes geometri og plassering i den faststående styreskive (26).

6. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stemplet (44) virker mot den dreibare styreskive (34) via et universalledd.

7. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stemplet (44) virker mot den dreibare styreskive (34) via et kuleledd.

8. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at minst en dreibar styreskive (34) og den faststående styreskive (26) hver består av et skivegrunnlegeme (82, 84) og en i dette innlagt tetningsplate (86, 88).

9. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at forbindelsesledningen (66, 72) er utformet som huskanal.

10. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at sylinderboringen (46) er dannet av en del av eller en forlengelse av en akselboring (50) i hvilken er opplagret en drivaksel (52) som virker på den dreibare styreskive (34).

11. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at sylinderboringen (46) er anordnet i en sylindrisk lokkansats (18) på husets lokk (20) som griper inn i skivekammeret (16).

12. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at et filter (90) er anordnet i forbindelsesledningen (66, 72).

13. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den bort fra tetningsflaten vendende side av den dreibare styreskive (34) bærer en ledeskive (40) via flere i omkretsretningen fordelte bærere (38), idet avstanden mellom de innbyrdes motstående frontflater av den dreibare styreskive (34) og ledeskiven (40) svarer til innløpets (12) diameter, og det mellom disse skiver beliggende rom danner en fortsettelse av inn-løpskanalen (12).

14. Skiveventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at en fjær (92) presser den dreibare styreskive (34) mot den faststående styreskive (26).